復雜高層與超高層建筑結構設計要點

黃濤（江西省商業建筑設計院）

復雜高層與超高層建筑結構設計要點

黃濤（江西省商業建筑設計院）

伴隨近些年我國社會經濟發展水平的提升和城市化建設進程的加快，使得城市用地面積也在不斷的縮短，一些復雜高層和超高層建筑物的建設數量與類型在不斷的增多。而隨著建筑物樓層的增加和復雜度的提升，使得人民群眾對此類建筑結構安全性、持久性與可靠性的要求也在隨之不斷增多。因此，本文以復雜高層建筑與超高層建筑為切入點，對此類型建筑物當前建設期間建筑結構設計的要點問題展開分析。

復雜高層；超高層；建筑結構；設計要點

引言

伴隨近些年我國政治經濟建設發展速度的提升，一些大中型城市中超高層建筑的建筑的建設數量也在不斷的增加，且隨著城市中城市建設進程的加快，使得城市對超高層建筑和復雜高層建筑的需求總量和類型也在不斷的增加。雖然超高層和復雜高層建筑物的建設，不僅能夠提升城市中土地資源的利用率，還可以將城市土地的使用效能最大限度的發揮出來。但這兩種建筑物建設數量的增加，也使得建筑物結構設計的難度和復雜程度隨之不斷的提高。因此，為了提升建筑物的經濟性與安全性，掌握此類型建筑的設計要點十分重要。

1 提高對概念設計的重視度

為了確保高層與超高層建筑物本身結構的安全性和穩定性，在結構設計階段，設計人員就需要不斷的提高設計方案的可靠性，通過不斷與相關專業設計理念相結合，提升建筑物概念設計的質量和水平。對此，高層建筑設計人員需要從以下幾方面入手：①盡量提升整個建筑結構的均勻性與規則性。②設計出直接且清晰的傳力途徑，尤其是抗側力和結構豎向這兩部分的傳力途徑，更是要明確的規劃出來。③針對高層建筑施工和使用要求，制定出科學合理的能源消耗機制。④在整個建筑結構內部形成十分良好的空間受力，提高對施工材料的利用率。在進行概念設計的過程中，相關人員還應該要確保設計結構整體性不受損害。因此，在設計超高層和高層建筑結構期間，相關單位和負責人應當按照工程項目的實際施工情況，選擇出最佳施工方案，以便在工程出現施工問題時，及時調整設計圖紙。此外，因為此類型建筑的設計難度和任務量較大，對于在結構設計期間，設計者需要不斷提高自己的專業水平，用概念設計理論武裝自己，從而做好概念設計工作。

2 選擇適合的建筑結構形式

對于超高層和復雜高層建筑來講，在選擇適合的結構類型，對提升建筑結構設計水平和質量具有極高的作用。因此，設計人員在對建筑結構進行設計的過程中，其需要對施工現場巖土工程項目的地質條件進行全面考慮，在結合這些地質條件的基礎上，確保結構設計能夠滿足建筑物抗震強度的設計要求。只有這樣，才能夠有效的提升此類型建筑物整體的結構設計水平，降低建筑工程的整體造價。此外，在選擇建筑工程項目的結構設計類型時，相關人員需要對件組合工程本身施工設計的合理性與設計造價等進行充分考慮。

3 強化抗震設計，提升建筑物的安全性

為了能夠進一步的提升此類型建筑物本身結構設計的安全性，做好結構的抗震設計十分表。對此，工程設計人員需要從以下幾方面入手：①選擇合適的建筑施工材料。對高層與超高層建筑來講，一些高強度、材質均勻、輕質的建筑材料可以達到很好的施工效果。②要確保不同構件連接間的連續性、延展性和整體性，以便能夠很好的消耗地震災害出現時產生的能量，減輕地震反應，從而有效的減少地震對高層和超高層建筑結構的破壞，降低損失。③提高對抗震結構方法和質量設計的重視度。在進行抗震設計的過程中，設計人員需要先準確的計算出地震荷載力，在此基礎上，從構件和結構等方面不斷的提升建筑結構本身的安全性能。因為地震災害的作用方向具有一定程度的隨機性，所以，為了能更好的將建筑物的剛心與形心重合起來，還可以選擇一些具有抗側力能力的結構設計體系。④提高構件強度，通過使用型鋼混凝土、鋼結構混凝土等強度較大的構件機構來不斷的提升建筑工程結構本身的抗震性能與抗變形能力。⑤為了能夠確保此類建筑工程本身的安全性，在進行抗震設防烈度設計時，設計人員應當要以建筑物本身能夠承受的強度標準來進行結構設計。這樣一來，不僅可以減少建筑設計誤差，在一定程度上為居民的生命健康安全提供一定的保障，還能夠保障建筑物本身的安全性和經濟性。

4 做好抗風設計，減少安全隱患

伴隨我國城市建筑物建設高度的增加，其在結構設計中的風載標準值也隨之不斷的增加。因為樓層建設高度越高，其受風力因素帶來的風荷載業就會越大。風力因素對此類型建筑建筑物的危害主要有破壞主體結構、造成隔墻開裂等問題，且當高層建筑物本身的震動程度達到了一定限值時，居住者就會產生不舒適的感覺。因此，做好高層建筑物的抗風設計，減少安全隱患，提高居住的舒適度十分必要。對此，設計人員可以從以下幾個方面來進行建筑物的抗風設計：①確保結構抗風設計需要滿足建筑物結構剛度和強度的設計要求，用結構玻璃替代原來的玻璃幕墻進行維護，確保建筑物不會因為受到風力作用的影響出現變形、倒塌和開裂的情況。②在設計超高層建筑物的結構體系時，還需要對建筑結構設計展開風洞試驗，分析風力因素會對建筑結構設計產生的危害，從而有效的提高建筑物結構本身的抗風載能力。③在對建筑結構進行抗風設計時，為了確保其結構設計滿足居民的舒適度要求，設計人員可以使用一些可以對結構震動加速具有限制能力的設計方案，有效的減輕居住者的不舒適感。

5 選擇適當的抗側力結構體系

由于不同類型高層建筑其對抗側力結構體系的設計要求也具有一定的差異，所以，在選擇結構設計的抗側力體系時，設計人員需要充分的考慮建筑物結構的高度。與此同時，在建筑物結構設計標準允許的基礎上，設計人員應該要盡可能將不同的抗側力結構連接到一起，從而使建筑物能夠構建處的抗側力體系具有一定的整體性。現階段，針對抗側力體系的結構設計方案主要有：①在建筑物墻體的垂直和水平方向進行相互連接，使其能夠形成一個筒狀結構；②利用伸臂桁架使框架柱和核心筒能夠連接成一個整體；③針對同一種類型的抗側力體系結構，通過使用試算和結構概念計算的方式，分析不同類型的結構構件會對抗側力體系產生的影響，以此來提升對施工材料的利用效率。

6 提升結構設計的舒適度

在對超高層與高層建筑物的結構進行設計時，設計人員不僅要保證建筑結構的安全性、可靠性與穩定性，還應當要滿足城市居民對建筑物舒適度的結構設計要求。這一要求的提出，使得相關人員在對高層建筑物進行結構設計時，需要對混凝土規程與高鋼規程等結構的設計提出更加合理和明確的結構設計要求，從而不斷的提升相關高層建筑結構設計質量和水平。

7 結束語

總而言之，隨著我國國民經濟發展速度在近幾年的不斷提升，使得復雜建筑和超高層建筑的建設數量和進程也在不斷的加快。同其他類型的建筑物相比，此類型建筑物的結構設計具有較強的復雜性。為了能夠滿足此類型建筑經濟性、穩定性、安全性的設計要求，在設計建筑結構時，必須從概念設計出發，通過不監理科學合理的建筑結構體系，在結合實際建設情況的基礎上，對整個施工設計方案進行優化調整，從而設計出符合城市發展和人民群眾要求的高層建筑物。

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TU973

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2095-2066（2016）30-0154-02

2016-10-12